(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に格子状に形成された複数のストリートによって複数の領域が区画されるとともに該区画された領域にデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを備えたウエーハを、複数のストリートに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの表面に保護テープを貼着する保護テープ貼着工程と、
該保護テープが貼着されたウエーハの裏面における該デバイス領域に対応する領域を研削して該デバイス領域の厚さを所定の仕上がり厚さに形成するとともに、ウエーハの裏面における該外周余剰領域に対応する領域を残存させて環状の補強部を形成する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施されたウエーハの裏面に金属膜を被覆する金属膜被覆工程と、
金属膜被覆工程が実施されたウエーハの表面側をガラスによって形成されたチャックテーブル上に保持し、該チャックテーブルを通してウエーハの表面側からストリートを検出してウエーハの裏面側から該ストリートに沿ってレーザー光線を照射し、該ストリートに沿って分割溝を形成する分割溝形成工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法。
【請求項２】
該分割溝形成工程は、ウエーハの表面に該保護テープが貼着された状態で該デバイス領域のストリートに沿って実施する、請求項１記載のウエーハの加工方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面に格子状に形成された複数のストリートによって区画された複数の領域にデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを備えたウエーハを、複数のストリートに沿って分割するウエーハの加工方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、略円板形状である半導体ウエーハの表面に格子状に配列されたストリートと呼ばれる分割予定ラインによって複数の領域が区画され、この区画された領域にＩＣ、ＬＳＩ等のデバイスを形成する。そして、半導体ウエーハをストリートに沿って切断することによりデバイスが形成された領域を分割して個々のデバイスを製造している。
【０００３】
上述したように分割されるウエーハは、ストリートに沿って切断する前に裏面を研削またはエッチングによって所定の仕上がり厚さに形成される。近年、電気機器の軽量化、小型化を達成するためにウエーハの厚さを５０μm以下に形成することが要求されている。
しかるに、ウエーハの厚さを５０μm以下に形成すると破損し易くなり、ウエーハの搬送等の取り扱いが困難になるという問題がある。
【０００４】
上述した問題を解消するために、ウエーハの裏面におけるデバイス領域に対応する領域を研削してデバイス領域の厚さを所定の仕上がり厚さに形成するとともに、ウエーハの裏面における外周部を残存させて環状の補強部を形成することにより、剛性を有するウエーハを形成することができるウエーハの加工方法が下記特許文献１に開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１９３７９号公報
【０００６】
また、絶縁ゲートバイボーラトランジスタ等の個別半導体デバイスの裏面には電極となる金属膜が被覆されている。このように個別半導体デバイスが形成された半導体ウエーハは、裏面に金属膜を被覆した後に、ストリートに沿って切断し個々のデバイスに分割している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
而して、環状の補強部が形成されたウエーハの裏面に金属膜を被覆した後にウエーハを分割する方法としては、環状の補強部だけを研削加工によって除去するか、環状の補強部とデバイス領域との境界を切削ブレードによって切断して環状の補強部を除去した後、ウエーハをダイシングテープに貼着し、ウエーハを表面側からストリートに沿って切断する方法が提案されている。
しかるに、環状の補強部だけを研削加工によって除去する方法は、研削ホイールの研削砥石を環状の補強部だけに位置付けて研削することが困難であり、ウエーハの裏面に被覆された金属膜を損傷するという問題がある。また、環状の補強部とデバイス領域との境界を切削ブレードによって切断して環状の補強部を除去する方法は、環状の補強部とデバイス領域との境界を切削ブレードを位置付けて切断する際にデバイス領域を損傷するという問題がある。
【０００８】
本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、ウエーハの裏面におけるデバイス領域に対応する領域を研削してデバイス領域の厚さを所定の仕上がり厚さに形成するとともに、ウエーハの裏面における外周部を残存させて環状の補強部を形成し、ウエーハの裏面に金属膜を被覆した後にウエーハを個々のデバイスに分割する際に、金属膜やデバイス領域を損傷することなく加工することができるウエーハの加工方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記主たる技術課題を解決するため、本発明によれば、表面に格子状に形成された複数のストリートによって複数の領域が区画されるとともに該区画された領域にデバイスが形成されたデバイス領域と該デバイス領域を囲繞する外周余剰領域とを備えたウエーハを、複数のストリートに沿って分割するウエーハの加工方法であって、
ウエーハの表面に保護テープを貼着する保護テープ貼着工程と、
該保護テープが貼着されたウエーハの裏面における該デバイス領域に対応する領域を研削して該デバイス領域の厚さを所定の仕上がり厚さに形成するとともに、ウエーハの裏面における該外周余剰領域に対応する領域を残存させて環状の補強部を形成する裏面研削工程と、
該裏面研削工程が実施されたウエーハの裏面に金属膜を被覆する金属膜被覆工程と、
金属膜被覆工程が実施されたウエーハの表面側をガラスによって形成されたチャックテーブル上に保持し、該チャックテーブルを通してウエーハの表面側からストリートを検出してウエーハの裏面側から該ストリートに沿ってレーザー光線を照射し、該ストリートに沿って分割溝を形成する分割溝形成工程と、を含む、
ことを特徴とするウエーハの加工方法が提供される。
【００１０】
上記分割溝形成工程は、ウエーハの表面に保護テープが貼着された状態でデバイス領域のストリートに沿って実施する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によるウエーハの加工方法においては、上記金属膜被覆工程を実施した後、ウエーハの表面側をガラスによって形成されたチャックテーブル上に保持し、該チャックテーブルを通してウエーハの表面側からストリートを検出し、該ストリートに沿って半導体ウエーハの裏面側からレーザー光線を照射し、該ストリートに沿って分割溝を形成する分割溝形成工程を実施するので、環状の補強部を研削して除去したり、環状の補強部を切削して除去する必要がない。従って、ウエーハのデバイス領域における裏面に被覆された金属膜を損傷させたり、デバイスを損傷させることがない。なお、ウエーハの表面側からのストリートを検出は、ウエーハの表面側をガラスによって形成されたチャックテーブル上に保持して実施するので、容易に実施することができる。
また、上記分割溝形成工程をウエーハの表面に保護テープが貼着された状態でデバイス領域のストリートに沿って実施することにより、分割溝形成工程が実施されたウエーハは個々のデバイスに分割されるとともに環状の補強部が残されるため、保護テープに貼着された状態で次工程に搬送することができる。従って、上記金属膜被覆工程を実施した後に保護テープを剥離してウエーハの表面を環状のフレームに装着したダイシングテープに貼着する工程を省略することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明によるウエーハの加工方法によって個々のデバイスに分割されるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図。
【図２】図１に示す半導体ウエーハの表面に保護テープを貼着した状態を示す斜視図。
【図３】本発明によるウエーハの加工方法における裏面研削工程を実施するための研削装置の斜視図。
【図４】本発明によるウエーハの加工方法における裏面研削工程の説明図。
【図５】図４に示す裏面研削工程を実施することによって形成された半導体ウエーハの断面図。
【図６】本発明によるウエーハの加工方法における金属膜被覆工程の説明図。
【図７】図６に示す金属膜被覆工程が実施された半導体ウエーハの一部を拡大して示す断面図。
【図８】本発明によるウエーハの加工方法における分割溝形成工程を実施するためのレーザー加工装置の要部斜視図。
【図９】図８に示すレーザー加工装置によって実施する分割溝形成工程を実施している状態を示す斜視図。
【図１０】本発明によるウエーハの加工方法における分割溝形成工程の説明図。
【図１１】本発明によるウエーハの加工方法における分割溝形成工程が実施された半導体ウエーハの斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明によるウエーハの加工方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
図１には本発明によるウエーハの加工方法によって個々のデバイスに分割されるウエーハとしての半導体ウエーハの斜視図が示されている。図１に示す半導体ウエーハ２は、例えば厚さが７００μmのシリコンウエーハからなっており、表面２ａに複数のストリート２１が格子状に形成されているとともに、該複数のストリート２１によって区画された複数の領域にIC、LSI等のデバイス２２が形成されている。このように構成された半導体ウエーハ２は、デバイス２２が形成されているデバイス領域２３と、該デバイス領域２３を囲繞する外周余剰領域２４を備えている。
【００１４】
上記半導体ウエーハ２をストリート２１に沿って切断し個々のデバイスに分割するに際し、半導体ウエーハ２の裏面におけるデバイス領域２３に対応する領域を研削してデバイス領域２３の厚さを所定の仕上がり厚さに形成するとともに、半導体ウエーハ２の裏面における外周余剰領域２４に対応する領域に環状の補強部を形成する。このような加工を施すには、先ず図２に示すように半導体ウエーハ２の表面２ａにデバイス２２を保護するための保護テープ３を貼着する（保護テープ貼着工程）。従って、半導体ウエーハ２の裏面２bが露出する形態となる。
【００１５】
上述した保護テープ貼着工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の裏面２bにおけるデバイス領域２３に対応する領域を研削してデバイス領域２３の厚さを所定の仕上がり厚さに形成するとともに、半導体ウエーハ２の裏面２bにおける外周余剰領域２４に対応する領域を残存させて環状の補強部を形成する裏面研削工程を実施する。この裏面研削工程は、図３に示す研削装置によって実施する。
【００１６】
図３に示す研削装置４は、被加工物としてのウエーハを保持するチャックテーブル４１と、該チャックテーブル４１に保持されたウエーハの加工面を研削する研削手段４２を具備している。チャックテーブル４１は、上面にウエーハを吸引保持し図３において矢印４１aで示す方向に回転せしめられる。研削手段４２は、スピンドルハウジング４２１と、該スピンドルハウジング４２１に回転自在に支持され図示しない回転駆動機構によって回転せしめられる回転スピンドル４２２と、該回転スピンドル４２２の下端に装着されたマウンター４２３と、該マウンター４２３の下面に取り付けられた研削ホイール４２４とを具備している。この研削ホイール４２４は、円板状の基台４２５と、該基台４２５の下面に環状に装着された研削砥石４２６とからなっており、基台４２５がマウンター４２３の下面に取り付けられている。
【００１７】
上述した研削装置４を用いて裏面研削工程を実施するには、チャックテーブル４１の上面（保持面）に図示しないウエーハ搬入手段によって搬送された上記半導体ウエーハ２の保護テープ３側を載置し、半導体ウエーハ２をチャックテーブル４１上に吸引保持する。ここで、チャックテーブル４１に保持された半導体ウエーハ２と研削ホイール４２４を構成する環状の研削砥石４２６の関係について、図４を参照して説明する。チャックテーブル４１の回転中心P1と環状の研削砥石４２６の回転中心P2は偏芯しており、環状の研削砥石４２６の外径は、半導体ウエーハ２のデバイス領域２３と外周余剰領域２４との境界線２５の直径より小さく境界線２５の半径より大きい寸法に設定され、環状の研削砥石４２６がチャックテーブル４１の回転中心P1（半導体ウエーハ２の中心）を通過するようになっている。
【００１８】
次に、図３および図４に示すようにチャックテーブル４１を矢印４１aで示す方向に３００ｒｐｍで回転しつつ、研削ホイール４２４を矢印４２４aで示す方向に６０００ｒｐｍで回転せしめるとともに、研削ホイール４２４を下方に移動して研削砥石４２６を半導体ウエーハ２の裏面に接触させる。そして、研削ホイール４２４を所定の研削送り速度で下方に所定量研削送りする。この結果、半導体ウエーハ２の裏面には、図５に示すようにデバイス領域２３に対応する領域が研削除去されて所定厚さ（例えば３０μm）の円形状の凹部２３bに形成されるとともに、外周余剰領域２４に対応する領域が残存されて環状の補強部２４bに形成される（裏面研削工程）。
【００１９】
上述した裏面研削工程を実施したならば、半導体ウエーハ２の裏面に金属膜を被覆する金属膜被覆工程を実施する。この金属膜被覆工程は、図６に示すスパッタ装置５を用いて実施する。図６に示すスパッタ装置５は、スパッタチャンバー５１を形成するハウジング５２と、該ハウジング５２のスパッタチャンバー５１内に配設され被加工物を保持する陽極となる静電吸着式の保持テーブル５３と、該保持テーブル５３と対向して配設され被覆する金、銀、チタン等の金属からなるターゲット５４を取り付ける陰極５５と、ターゲット５４を励磁する励磁手段５６と、陰極５５に高周波電圧を印加する高周波電源５７とからなっている。なお、ハウジング５２には、スパッタチャンバー５１内を図示しない減圧手段に連通する減圧口５２１と、スパッタチャンバー５１内を図示しないスパッタガス供給手段に連通する導入口５２２が設けられている。
【００２０】
上記のように構成されたスパッタ装置５を用いて金属膜被覆工程を実施するには、保持テーブル５３上に上述した裏面研削工程が実施された半導体ウエーハ２の表面２aに貼着されている保護テープ３側を載置し、静電吸着保持する。従って、保持テーブル５３上に静電吸着保持された半導体ウエーハ２は、裏面２bが上側となる。次に、励磁手段５６を作動してターゲット５４を励磁するとともに、陰極５５に高周波電源５７から例えば４０kHzの高周波電圧を印加する。そして、図示しない減圧手段を作動してスパッタチャンバー５１内を１０−２Pa〜１０−4Pa程度に減圧するとともに、図示しないスパッタガス供給手段を作動してスパッタチャンバー５１内にアルゴンガスを導入してプラズマを発生させる。この結果、プラズマ中のアルゴンガスが陰極５５に取り付けられた金属からなるターゲット５４に衝突し、この衝突によって飛散する金属粒子は半導体ウエーハ２の裏面２bに堆積して、図７に示すように厚さが３０〜６０nmの金属膜２５が被覆される。
【００２１】
上述したように金属膜被覆工程が実施されたならば、半導体ウエーハ２の表面側からストリート２１を検出し、検出されたストリート２１に沿って半導体ウエーハ２の裏面側からレーザー光線を照射し、ストリート２１に沿って分割溝を形成する分割溝形成工程を実施する。この分割溝形成工程は、図８に示すレーザー加工装置６を用いて実施する。図８に示すレーザー加工装置６は、被加工物を保持するチャックテーブル機構６０と、該チャックテーブル機構６０に保持された被加工物にレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段６５を具備している。チャックテーブル機構６０は、被加工物を保持するチャックテーブル６１と、該チャックテーブル６１を回転するパルスモータ６２を具備している。チャックテーブル６１は、図示の実施形態においてはガラスによって形成され、中心部に吸引孔６１１が設けられているとともに、表面に吸引孔６１１と連通する複数の吸引溝６１２が形成されている。このように形成されたチャックテーブル６１の吸引孔６１１は、図示しない吸引手段に連通されている。従って、チャックテーブル６１の表面に被加工物を載置し、図示しない吸引手段を作動することにより、チャックテーブル６１上に被加工物を吸引保持する。このように構成されたチャックテーブル６１の下面にパルスモータ６２の駆動軸６２１が連結される。
【００２２】
図示の実施形態におけるチャックテーブル機構６０は、パルスモータ６２のケース６２２の上面に配設された２個の撮像手段６３、６３を具備している。この撮像手段６３、６３は、図示の実施形態においては可視光線によって撮像する通常の撮像素子（ＣＣＤ）の外に、被加工物に赤外線を照射する赤外線照明手段と、該赤外線照明手段によって照射された赤外線を捕らえる光学系と、該光学系によって捕らえられた赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成されており、撮像した画像信号を図示しない制御手段に送る。このように構成された撮像手段６３、６３は、駆動軸６２１の両側に配設されている。
【００２３】
以上のように構成されたチャックテーブル機構６０は、図示しない加工送り手段によって図８において矢印Ｘで示す加工送り方向に移動せしめられるとともに、図示しない割り出し送り手段によって矢印Ｙで示す割り出し送り方向に移動せしめられるようになっている。
【００２４】
上記レーザー光線照射手段６５は、実質上水平に配置された円筒形状のケーシング６５１を含んでいる。ケーシング６５１内には図示しないＹＡＧレーザー発振器或いはＹＶＯ４レーザー発振器からなるパルスレーザー光線発振器や繰り返し周波数設定手段を備えたパルスレーザー光線発振手段が配設されている。上記ケーシング６５１の先端部には、パルスレーザー光線発振手段から発振されたパルスレーザー光線を集光するための集光器６５２が装着されている。
【００２５】
上述したレーザー加工装置６を用いてレーザー加工工程を実施するには、図９に示すようにレーザー加工装置６のチャックテーブル機構６０を構成するチャックテーブル６１上に上記金属膜被覆工程が実施された半導体ウエーハ２の保護テープ３側を載置する。そして、図示しない吸引手段を作動することによってチャックテーブル６１上に半導体ウエーハ２を保護テープ３を介して吸着保持する（ウエーハ保持工程）。従って、チャックテーブル６１上に吸引保持された半導体ウエーハ２は裏面２ｂが上側となる。
【００２６】
上述したようにウエーハ保持工程を実施したならば、撮像手段６３、６３および図示しない制御手段によって半導体ウエーハ２のレーザー加工すべき加工領域を検出するアライメント作業を実行する。即ち、撮像手段６３、６３は、半導体ウエーハ２の所定方向に形成されているストリート２１を撮像する。このとき、撮像手段６３、６３はチャックテーブル６１および保護テープ３を通して半導体ウエーハ２の表面２aに形成されているストリート２１を撮像するが、撮像手段６３、６３が上述したように赤外線照明手段と赤外線を捕らえる光学系および赤外線に対応した電気信号を出力する撮像素子（赤外線ＣＣＤ）等で構成された撮像手段を備えているので、チャックテーブル６１および保護テープ３を透過してストリート２１を撮像することができる。このようにして撮像された画像信号に基づいて図示しない制御手段は、半導体ウエーハ２の所定方向に形成されているストリート２１が矢印Ｘで示す加工送り方向と平行であるか否かをチェックする。そして、ストリート２１が矢印Ｘで示す加工送り方向と平行でない場合には、パルスモータ６２を作動しチャックテーブル６１を回動して、半導体ウエーハ２の所定方向に形成されているストリート２１が矢印Ｘで示す加工送り方向と平行になるように位置付ける（アライメント工程）。このようにチャックテーブル６１に保持された半導体ウエーハ２は、所定の座標値に位置付けられたことになる。このようにして所定の座標値に位置付けられた半導体ウエーハ２に形成されている各ストリート２１の両端の座標値は、設計値として図示しない制御手段のメモリに格納されている。
【００２７】
以上のようにしてアライメント工程を実施したならば、図１０の（ａ）で示すようにチャックテーブル６１をレーザー光線を照射するレーザー光線照射手段６５の集光器６５２が位置するレーザー光線照射領域に移動し、所定のストリート２１におけるデバイス領域２３と外周余剰領域２４との境界線位置の一端（図１０の（ａ）において左端）をレーザー光線照射手段６５の集光器６５２の直下に位置付ける。そして、集光器６５２からシリコンウエーハに対して吸収性を有する波長のパルスレーザー光線を照射しつつチャックテーブル６１を図１０の（ａ）において矢印Ｘ１で示す方向に所定の送り速度で移動せしめる。そして、図１０の（ｂ）で示すように集光器６５２の照射位置がストリート２１におけるデバイス領域２３と外周余剰領域２４との境界線位置の他端（図１０の（b）において右端）に達したら、パルスレーザー光線の照射を停止するとともにチャックテーブル６１の移動を停止する。この分割溝形成工程においては、パルスレーザー光線の集光点Ｐを半導体ウエーハ２の裏面（上面）に被覆された金属膜２５付近に合わせることにより、半導体ウエーハ２には図１０の(b)に示すようにストリート２１に沿って分割溝２１０が形成される。
【００２８】
上記分割溝形成工程における加工条件は、例えば次のように設定されている。
光源                    ：ＬＤ励起ＱスイッチＮｄ：ＹＶＯ４レーザー
波長                    ：３５５ｎｍのパルスレーザー
平均出力                ：１．３５W
集光スポット径          ：φ１０μｍ
繰り返し周波数          ：１００ｋＨｚ
加工送り速度            ：１００ｍｍ／秒
【００２９】
以上のようにして、半導体ウエーハ２の所定方向に延在する全てのストリート２１に沿って上記分割溝形成工程を実行したならば、チャックテーブル６１を９０度回動せしめて、上記所定方向に対して直交して延びる各ストリート２１に沿って上記分割溝形成工程を実行する。この結果、図１１に示すように、半導体ウエーハ２はデバイス領域２３がストリート２１に沿って形成された分割溝２１０によって個々のデバイス２２に分割され、環状の補強部２４bが環状の状態で残される。このようにして、分割溝形成工程が実施された半導体ウエーハ２は、個々のデバイス２２に分割されるとともに環状の補強部２４bが残され、保護テープ３に貼着された状態で、次工程に搬送される。
【００３０】
なお、上述した分割溝形成工程は半導体ウエーハ２に保護テープ３を貼着した状態で実施した例を示したが、上記金属膜被覆工程を実施した後に保護テープ３を剥離し、半導体ウエーハ２の表面を環状のフレームに装着したダイシングテープに貼着して上記分割溝形成工程を実施してもよい。
【００３１】
上述した実施形態におけるウエーハの加工方法においては、上記金属膜被覆工程を実施した後、半導体ウエーハ２の表面側からストリート２１を検出し、検出されたストリート２１に沿って半導体ウエーハ２の裏面側からレーザー光線を照射し、ストリート２１に沿って分割溝を形成する分割溝形成工程を実施するので、環状の補強部２４bを研削して除去したり、環状の補強部２４b切削して除去する必要がない。従って、半導体ウエーハ２のデバイス領域２３における裏面に被覆された金属膜２４を損傷させたり、デバイス２２を損傷させることがない。
また、上述した実施形態においては、分割溝形成工程は、半導体ウエーハ２の表面に保護テープ３が貼着された状態でデバイス領域２３のストリート２１に沿って実施するので、分割溝形成工程が実施された半導体ウエーハ２は、個々のデバイス２２に分割されるとともに環状の補強部２４bが残されるため、保護テープ３に貼着された状態で次工程に搬送することができる。従って、上記金属膜被覆工程を実施した後に保護テープ３を剥離して半導体ウエーハ２の表面を環状のフレームに装着したダイシングテープに貼着する工程を省略することができる。
【符号の説明】
【００３２】
２：半導体ウエーハ
２１：ストリート
２２：デバイス
２３：デバイス領域
２４：外周余剰領域
３：保護テープ
４：研削装置
４１：研削装置のチャックテーブル
４２：研削手段
４２４：研削ホイール
５：スパッタ装置
５１：スパッタチャンバー
５３：保持テーブル
５４：ターゲット
６：レーザー加工装置
６０：チャックテーブル機構
６１：チャックテーブル
６２：パルスモータ
６３：撮像手段
６５：レーザー光線照射手段
６５２：集光器
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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